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Découvre les différences et les similitudes de ces deux procédures, ainsi que leurs utilisations en médecine.
Si la biostase (alias la cryogénisation) est un sujet que tu connais peu, il se peut que tu aies du mal, au premier abord, à comprendre tout lelexique. Par exemple, une certaine confusion peut naître quant aux différences entre hibernation et cryopréservation, sans parler de l'animation suspendue ou de la vitrification. Un être humain hiberné est-il en quelque sorte similaire à un être humain cryopréservé ou vitrifié ? Si ces termes ont beaucoup en commun, en premier lieu l'utilisation de températures froides, de nombreux aspects les différencient également. Si tu souhaites devenir un jour un expert en cryogénie, tu peux découvrir dans cet article comment fonctionnent l'hibernation et la cryopréservation.
Qu'est-ce que l'hibernation exactement ? Si certains souvenirs de tes années d'école te reviennent, tu te souviens peut-être que certains animaux, comme les tamias et les chauves-souris, hibernent. Ils entrent dans ce qui est généralement décrit comme un long « sommeil profond » afin de ralentir leur métabolisme. De cette façon, ils réduisent leurs besoins en nourriture (qui est moins disponible en hiver) et survivent jusqu'à ce que les températures remontent.
L'hibernation est un peu plus compliquée que cela. Tout d'abord, l'hibernation n'est pas un sommeil - il n'y a en fait ni repos ni rêve pendant l'hibernation. La température du corps est trop basse pour produire les courants électriques liés au rêve. En outre, après l'hibernation, de nombreux animaux présentent des signes de privation de sommeil. Ils auront besoin de dormir beaucoup au cours des jours suivants pour se remettre. Deuxièmement, cela ne se produit pas seulement en hiver. Certains animaux subissent ce qu'on appelle une estivation, c'est-à-dire qu'ils abaissent leur taux métabolique lorsque les températures sont trop chaudes et/ou trop sèches. Enfin, si la période totale d'hibernation peut durer plusieurs mois, il ne s'agit pas d'un processus continu. La plupart des animaux hibernants se réveillent en effet toutes les quelques semaines pour prendre une collation et se débarrasser de leurs déchets.
Mais comment exactement certains animaux peuvent-ils naturellement abaisser leur température corporelle et ralentir leur métabolisme ? Et les humains sont-ils également capables de le faire ?
L'hibernation est un comportement de survie. Lorsque les réserves de nourriture diminuent et que les températures deviennent plus rigides, les animaux réagissent en migrant vers un endroit plus chaud ou en hibernant. Il existe plusieurs facteurs qui déclenchent l'hibernation. Certains animaux ont un calendrier biologique interne(rythmes circannuels) qui leur indique le bon moment pour hiberner. D'autres sont déclenchés par le raccourcissement de la durée du jour(photopériodisme). D'autres encore réagissent à la diminution de la nourriture disponible.
Une fois déclenchés, les animaux commencent à préparer une tanière ou une grotte. Pendant ce temps, ils collectent des aliments non-périssables. De nombreux animaux se gavent de nourriture, créant ainsi une solide réserve de graisse qu'ils utiliseront pendant leur hibernation.
Le moment venu, leur système endocrinien active certains processus spécifiques. Les glandes commencent à libérer des niveaux modifiés d'hormones, contrôlant chaque aspect physiologique de l'hibernation. La thyroïde, la glande qui contrôle le métabolisme, réduit l'activité métabolique. L'hypophyse, quant à elle, ralentit le rythme cardiaque et respiratoire ainsi que plusieurs autres fonctions vitales. Pendant l'hibernation, le rythme cardiaque ne représente que 2,5 % de son niveau habituel. Par exemple, le rythme cardiaque d'un tamia ralentit à cinq battements par minute, contre 200 habituellement. Le besoin d'oxygène et la fréquence respiratoire diminuent de 50 à 100 %. Certains animaux, dont de nombreux reptiles, cessent complètement de respirer. De plus, leur conscience est fortement diminuée. La plupart des animaux en hibernation sont complètement inconscients de leur environnement et ne peuvent pas se réveiller facilement.
De nombreux animaux subissent ce processus, mais aucun être humain ne peut entrer naturellement en état d'hibernation. Néanmoins, un état d'hibernation induit artificiellement (appelé animation suspendue) peut apporter d'énormes avantages dans le domaine médical. De même, le simple fait d'abaisser la température et le taux métabolique de quelques degrés peut, dans certains cas, sauver des vies.
Jetons un coup d'œil à quelques-unes des applications possibles :
La cryoconservation humaine (oubiostase) est un sujet un peu différent. Comme l'hibernation, la cryopréservation permet la réduction du taux métabolique. Cependant, la cryopréservation va un peu plus loin, au point d'interrompreinterrompre complètement toute activité biologique. Le résultat est que, alors que pendant l'hibernation, le corps a encore besoin d'une quantité réduite d'énergie, ce n'est pas le cas pendant la cryopréservation. D'une part, la personne cryopréservée peut être maintenue dans cet état pendant une durée indéterminée. D'autre part, comme il n'y a pas d'activité, il sera éventuellement nécessaire de recourir à une force extérieure pour réactiver l'activité métabolique et les fonctions vitales.
D'un point de vue biologique, la biostase est très différente de l'hibernation. En effet, aucune activité hormonale n'est nécessaire pour initier le processus. La procédure doit être activée par un tiers (généralement les membres formés d'une équipe de secours) après la déclaration de la mort légale. Les battements de cœur et la respiration naturelle auront donc déjà cessé. L'équipe de réserve abaisse la température du corps et remplace les fluides corporels par des agents cryoprotecteurs. Ce faisant, le corps entre dans un état de verre amorphe où tous les processus biologiques sont mis en pause. Toutes les cellules sont mises en pause et la dégradation est interrompue, dans l'attente d'une éventuelle réanimation future.
La cryopréservation et la congélation sont deux processus différents - et l'un des principaux objectifs de la première est d'empêcher la seconde de se produire. En effet, lors de la congélation, l'eau contenue dans les tissus gèle, formant des cristaux de glace. Ces cristaux ont des bordures tranchantes, qui endommagent les tissus. Une fois décongelés, les tissus deviennent de la bouillie.
Le but ultime de la cryopréservation étant de réanimer ultérieurement, un tissu en bouillie est la dernière chose que l'on souhaite obtenir. Pour éviter cela, les fluides du corps sont remplacés par des agents cryoprotecteurs (essentiellement des substances antigel). Le corps est vitrifié et les cellules atteignent un état amorphe semblable à du verre.
Dans la nature, certains animaux, comme la grenouille des bois d'Alaska, gèlent pendant environ 7 mois en hiver. Leur corps produit un antigel naturel, qui empêche la formation de cristaux de glace et leur permet de dégeler et de « revenir à la vie » dès que les températures deviennent plus supportables. Malheureusement, nous, les humains, ne sommes pas capables de produire cette substance naturellement (du moins pas avec la technologie actuelle).
Une fois cryopréservés, nos patients peuvent rester dans cet état indéfiniment. Toutefois, l'objectif principal de la biostase n'est évidemment pas de conserver les patients pour toujours. L'objectif ultime est de les réanimer un jour.
Pourquoi réanimer une personne dont l'état était, au moment de sa mort légale, incurable ? La réponse est simple. À l'avenir, des maladies aujourd'hui incurables seront guérissables (comme nous pouvons aujourd'hui traiter des maladies qui étaient mortelles par le passé). Ainsi, réanimer des patients cryopréservés dans le futur nous permettra de les soigner, sauvant ainsi leur vie. Imagine que, dans plusieurs années, nous trouvions un remède pour certains types de cancer (voire tous). Les personnes cryopréservées souffrant de ces maladies pourraient être réanimées et traitées avec la technologie appropriée. Elles pourraient éventuellement vivre plus longtemps à l'avenir.
La cryopréservation humaine n'est qu'une partie du processus. Comme pour l'hibernation, si nous ne pouvions pas faire revenir les gens de cet état comateux induit, cette procédure ne nous serait d'aucune utilité. De même, pour exploiter la cryopréservation, nous devons être en mesure de réussir à réanimer des personnes. Pour l'instant, la technologie nécessaire n'a pas encore été développée. Grâce aux efforts des instituts de cryogénisation, tels que Tomorrow Biostasisnous avons une chance de pouvoir atteindre cet objectif et de changer complètement les institutions médicales.
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